1第十八節

非對稱性原理

在TRIZ發明創新40條原理中，第3條是非對稱性原理。下面介紹非對稱性原理的內容與應用。

對稱，是人類社會生活中非常普遍的、常見的現象，花朵、樹葉和果實，蝙蝠、蝴蝶和蜜蜂，房屋、宮殿和寶塔，汽車、輪船和飛機，繪畫、雕刻和刺繡，圓形、方形和五角形等等，隨處可見均勻、對稱、和諧的現象，給人以整齊、平穩和協調，莊重、典雅和大方的感受，給人以美的享受。由此，喜歡對稱、運用對稱、創造對稱，是長期以來人們的一種習慣和追求。但有時，顛覆傳統模式、突破習慣思維、打破對稱形式，可能會改變思路、產生新的創意和意想不到的效果。TRIZ發明創新40條原理的第3條非對稱性原理就是專門介紹非對稱在發明創新中的應用。

非對稱性原理之一：用不對稱形式代替對稱形式。

就是通過改變系統的平衡性，讓系統失去平衡，發生傾斜，降低重量，減少用材，變換負載，調整物質流，把對稱的物體變成不對稱的狀態，由此來消除冗余或提高性能。2

案例1：罐裝液化氣的讀數

罐裝液化氣在很多工廠、飯店或家庭中使用，如圖18-1，但人們常常會遇到這樣一個問題，那就是怎么知道鋼瓶里的液化氣在使用過程中還剩多少，何時會用完？若不能及時更換，將會影響正常的生產或生活，這個問題怎么解決？圖18-1.液化氣瓶

有人提出了運用非對稱原理來解決。傳統的煤氣罐，底部是一個完整的圓形，是一個對稱圖形，直立在地面上比較平穩。當把煤氣罐的底面做成部分斜面，里面有液態燃氣充當氣罐底部重物時，氣罐會保持直立，一旦液態燃氣消耗快要完畢時，底部壓重物減少，煤氣罐失去平衡，在重力作用下會歪向一邊，相當于提醒用戶“煤氣將用完，請及時更換”。3

增加物體不對稱程度往往能更加有效地發揮物體的功能和作用，如豆漿機或攪拌機的刀片，如圖18-2所示，上下、左右都不對稱，在粉碎或攪拌過程中能減小同一個方向上的阻力，能增加與不同方向物質的接觸機會，能更好地發揮粉碎或攪拌功能。再比如，漏斗是一種常見的引流工具，當水從漏斗里流過時會形成漩渦，漩渦使水向外拋，減緩了漏水速度。如果運用非對稱原理，設計不對稱的漏斗，如圖18-3所示，水流通過時，不對稱的漏水口就會降低漩渦的速度，從而加快漏水的速度。

非對稱性原理之二：增加不對稱物體的不對稱程度。圖18-2.攪拌機的刀片圖18-3.不對稱的漏斗4

非對稱原理所應用的物體不對稱，除了形態的不對稱之外，還可以是質量的不對稱，顏色的不對稱，功能的不對稱，密度的不對稱，接口的不對稱，受力的不對稱，重心的不對稱等多種情況。

（1）通過增加不對稱性讓物體各部分在運行過程中發揮的作用不同。

在日常生活中，我們經常見到鉸鏈門，在門的一邊安裝有鉸鏈，一方面用來保證門的開啟自由和穩固，另一方面要承載門的重量。但我們發現，門在開關的過程中，安裝鉸鏈的門邊、門框或鉸鏈經常會損壞，如何解決這個問題？運用非對稱原理，如果我們把門沒有鉸鏈的一邊做得輕薄一些，讓門的質量分布變得不對稱，這樣不僅可以節省材料，還可以減輕鉸鏈應力，延長鉸鏈的壽命，同時，門的開關也更加省力和輕便。5

（2）通過增加不對稱性來規避有非對稱要求的物體由于使用差錯帶來的風險。 USB是通用串行總線（UniversalSerialBus）的簡稱，是一種串口總線標準，也是一種輸入輸出接口的技術規范。USB接口原始設計是一個扁平和矩形的形狀，它被廣泛應用于電腦、通訊工具、數字電視、攝影器材、移動設備、游戲機等諸多領域，但早期的USB接口是有正負極要求的，為了防止人們在使用過程中插錯正負極，設計者一開始就運用非對稱原理給它加入了防呆設計，如圖18-4所示，使用者只能按照規定的方向插拔，從而避免誤插造成的風險。圖18-4.USB接口6

（3）通過增加不對稱來增加產品的易用性和可識別性。

現代生活中，組合家具使用很普遍，為了方便家具的安裝，將家具部件的接合件設計成不對稱的，比如不銹鋼三角支架，如18-5所示，短邊2個孔，長邊3個孔，只要按照一定的順序或方向就能組裝家具，減少組裝難度，普通人也能完成家具安裝任務，為家居的安裝、使用和銷售帶來極大方便。圖18-5.不銹鋼三角支架7

（4）通過增加不對稱性使系統各部分所受的作用力不均衡，從而減少材料的浪費。

橋梁在設計和建造時，橋孔是重要的組成部分，一方面要保障橋梁牢固安全，另一方面也要保證通航、泄洪的需要。因此，可以根據水流分布來設計橋孔，泄洪隧道可以設計成上面小孔下面大孔，如圖18-6所示，這樣水流不大時大孔可以作為通道，水流增大時小孔又可以發揮泄洪作用，這種大小孔不一的設計還減少了建筑材料。圖18-6.多孔橋梁8

（5）通過增加物體功能需求的不對稱來降低資源消耗，實現資源充分利用和節約成本的目的。

現行居民用電的電費問題，以前基本上是統一的、單一的電價制度，由此造成不同時段電力緊缺或過剩現象嚴重，為了鼓勵居民根據電網的負荷變化，合理安排用電時間。人們運用非對稱原理，制定了分段計費制，將每天24小時分成高峰、平段、低谷等多個時段，對不同時段分別實行不同的電價，促進居民合理用電，削峰填谷，提高電力資源的利用效率。

（6）通過不對稱來改變系統的參數或者屬性

普通自行車前后輪大小是一樣的，自行車速度的變化主要由騎行人的用力程度來決定。而變速自行車，根據非對稱原理，安裝了大小齒輪，如圖18-7所示